Necdet ÖZBALTA, Abdullah YILDIZ, Mehmet ERKEK, Gökhan GÜRLEK

Economical and environmental analysis of thermal insulation thickness in buildings

Türkiye enerji ihtiyacının büyük bir bölümünü ithal etmektedir. Bu nedenle, ısıtma uygulamalarından elde edilen enerji tasarrufu Türkiye ekonomisinde büyük bir rol oynamaktadır. Yapıların yalıtılması, ısıtma enerjisinden tasarruf etmek ve sürdürülebilir bir gelişme için önemli bir teknolojidir. Bu gerçeğe rağmen, Türkiye’de yapıların yalıtılması hala yaygın bir şekilde geliştirilememiştir. Yalıtım malzemeleri genellikle standart boyutlara sahiptir ve bu nedenle mevcut boyutlardan biri seçilmek zorundadır. Bu çalışmada, yalıtım malzemesi olarak, yaygın bir şekilde kullanılan cam yünü ve taş yünü kullanılmıştır. Isı yükleri derece gün metodu kullanılarak hesaplanmıştır. Ekonomik analizde ise optimum yalıtım kalınlıkları malzeme ömrü analizi yöntemi ile hesaplanmış, ancak bu değerler standart yalıtım kalınlıkları ile uyuşmamıştır. Aynı zamanda, bu standart ve optimum yalıtım kalınlıkları için bir çevresel analiz yapılmıştır. Ticari olarak üretilen bu malzemelerin ekonomik analizi farklı yakıt türleri için değerlendirilmiştir. Şehir olarak; ılıman ilkime sahip İzmir ve daha soğuk iklime sahip Ankara illeri seçilmiştir. Kömür gibi ucuz yakma sistemlerinin kullanılması durumunda yalıtım için geri dönüş süreleri çok uzun olduğu hatta bazı durumlarda yalıtım malzemesinin ömründen uzun çıktığı bulunmuştur. Buna rağmen çevresel etkiler dikkate alındığında her durum için yalıtım gereklidir ve hükümetler tarafından teşvik edilmelidir.

Yapılarda ısı yalıtım kalınlığının ekonomik ve çevresel analizi

In Turkey most of the energy demand is imported. Therefore, energy savings obtained from heating applications play an important role in Turkey’s economy. Insulation of buildings is an important technology for saving heating energy and for a sustainable development. Despite this fact, insulation in buildings is still uncommon. The insulation materials that are commonly used have standard sizes, so one must choose between the available sizes. In this study, two common materials namely glass wool and rock wool were used. Heating loads were calculated by means of the degree-day method. For the economical analysis, the optimum insulation thickness values were calculated by life cycle method, but naturally these values did not correspond with the available thicknesses. Also, an environmental analysis was performed by using these standard and optimum values. Feasibility of these materials for commercially available sizes and for different fuel types was assessed. Two different locations were chosen. Izmir was chosen as a city representing the milder climate of the coasts and for the colder climates of the interiors Ankara was chosen. It was found that for cheap heating systems such as systems using coal the payback periods become too long and sometimes even longer than the lifetime of the insulation material. Yet, when environmental issues are considered insulation should in any case be applied and promoted by governments.

PDF

___

Abdallah M.A., Ismail L.A., Saving energy lost from steam boiler vessels, Renewable Energy 23 (3-4), 537–550, 2001.
Al-Khawaja, M.J., Determination and selecting the optimum thickness of insulation for buildings in hot countries by accounting for solar radiation, Applied Thermal Engineering (17-18), 2601–2610, 2004.
Al-Sallal, K.A., Comparison between polystyrene and fiberglass roof insulation in warm and cold climates, Renewable Energy 28(4), 603–611, 2003.
Bolattürk, A., Determination of optimum insulation thickness for building walls with respect to various fuels and climate zones in Turkey, Applied Thermal Engineering 26(11-12), 1301–1309, 2006.
Buyukalaca, O., Bulut, H., Yılmaz, T., Analysis of variable-base heating and cooling degree-days for Turkey, Applied Energy 69(4), 269–283, 2001.
Çengel, Y.A., Heat Transfer: A Practical Approach, McGrawHill, 1998.
Çomaklı K., Yüksel, B., Optimum insulation thickness of external walls for energy saving. Applied Thermal Engineering 23(4), 473–479, 2003.
Çoban, M.T., 20 kW çıkışlı, doğal gaz yakıtlı, katı oksitli yakıt pili sistemi dizayn parametrelerinin oluşturulması ve sistem performanslarının hesabı, Doğalgaz günleri, 1-3 Haziran 2006, Pamukkale Üniversitesi, Denizli.
Çomaklı, K., Yüksel, B., Environmental impact of thermal insulation thickness in buildings, Applied Thermal Engineering 24(5-6), 933–940, 2004.
Dincer, I., Energy and environmental impacts: present and future perspectives, Energy Sources 20(4-5), 427–53, 1998.
Dombaycı, Ö.A., Gölcü, M., Pancar, Y., Optimization of insulation thickness for external walls using different energy-sources, Applied Energy 83(9), 921–928, 2006.
Dombaycı, Ö.A., The environmental impact of optimum insulation thickness for external walls of buildings, Building and Environment 42, 3855–3859, 2007.
Erbatur, G., Erbatur, O., Batı Kardeniz Bölgesi Kömürlerinin Yapı-Koklaşma İlişkileri Üzerine Bir Araştırma, Uluslararası Kömür Teknolojisi Semineri, 6-10 Eylül 1982, İTÜ.
Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü Ulusal Enerji Tasarruf Merkezi, Sanayide Enerji Yönetimi Esasları, Cilt II, 1997.
Hasan, A., Optimizing insulation thickness for buildings using life cycle cost, Applied Energy 63(2), 115-124, 1999.
Jaber, J.O., Prospects of energy savings in residential space heating, Energy and Buildings 34(4), 311–319. 2002.
Mohsen, M.S., Akash, B.A., Some prospects of energy savings in buildings, Energy Conversion and Management 42(11), 1307-1315, 2001.
Ocak, M., Ocak, Z., Bilgen, S., Keleş, S. and Kaygusuz, K., Energy utilization, environmental pollution and renewable energy sources in Turkey, Energy Conversion and Management 45(6), 845-864, 2004.
Ozkahraman, H.T., Bolatturk, A., The use of tuff stone cladding in buildings for energy conservation, Construction and Building Materials 20(7), 435–440, 2006.
Sisman, N., Kahya, E., Aras, N., Aras, H., Determination of optimum insulation thicknesses of the external walls and roof (ceiling) for Turkey’s different degree-day regions, Energy Policy 35, 5151–5155, 2007.
TS 825 Thermal insulation rules in buildings. Turkish Standard Institute, The official journal, 23745, 1999.
http://www.dosider.org
http://www.petrol.itu.edu.tr/documents/lpg.html
www.poas.com.tr
www.tcmb.gov.tr
www. tedas.gov.tr
www.tki.gov.tr
www.tupras.com.tr